Comprensione dei pesi di prova nel bilanciamento del rotore
Definizione: Che cos'è un peso di prova?
A peso di prova (chiamato anche peso di prova o peso di calibrazione) è una massa nota che viene temporaneamente fissata a un rotore in una posizione angolare definita con precisione durante la bilanciamento processo. Lo scopo dell'aggiunta di questo peso di prova è quello di introdurre deliberatamente una quantità nota di sbilanciare nel sistema e misurare la risposta del rotore. Questa risposta misurata viene quindi utilizzata per calcolare l'esatto peso di correzione necessario per eliminare lo squilibrio originale.
Il peso di prova è una pietra angolare del metodo del coefficiente di influenza, che è la tecnica più utilizzata per bilanciamento del campo di macchinari rotanti.
Scopo: perché utilizzare un peso di prova?
Nel bilanciamento in campo, non è possibile misurare facilmente le proprietà fisiche del rotore come massa, rigidità o smorzamento. Consideriamo invece la macchina come una "scatola nera" e utilizziamo un peso di prova per misurarne direttamente il comportamento dinamico. I principali vantaggi di questo approccio includono:
- Caratterizzazione accurata del sistema: Il test del peso di prova rileva tutti i fattori reali che influiscono sulle vibrazioni, tra cui la rigidità dei cuscinetti, la flessibilità delle fondamenta, gli effetti di accoppiamento e le forze aerodinamiche.
- Calcolo di precisione: Misurando il cambiamento in ampiezza e fase Grazie al peso di prova noto, lo strumento di bilanciamento può calcolare con elevata precisione la correzione esatta necessaria.
- Nessuna conoscenza pregressa richiesta: Il metodo funziona senza bisogno di disegni, specifiche o modelli teorici del sistema del rotore.
- Rendiconti per le condizioni operative: La prova di funzionamento viene eseguita in condizioni operative reali (velocità, temperatura, carico), garantendo che la correzione dell'equilibrio sarà efficace nel servizio reale.
Selezione: come scegliere il peso di prova giusto
La scelta di un peso di prova appropriato è fondamentale per ottenere risultati affidabili. Il peso deve essere sufficientemente grande da produrre una variazione misurabile delle vibrazioni, ma non così grande da creare condizioni di pericolo o danneggiare la macchina.
Calcolatore del peso di prova
Per un calcolo preciso del peso di prova basato sui parametri del rotore, utilizzare il nostro Calcolatrice della massa del peso di prova. La calcolatrice determina la massa ottimale del peso di prova tenendo conto della massa del rotore, del raggio di installazione, della velocità di rotazione, della rigidità del supporto e dei livelli di vibrazione.
Linee guida generali:
- Regola pratica: Una linea guida comune è quella di selezionare un peso di prova che produca una variazione di vibrazione pari a circa 25-50% rispetto al livello di vibrazione iniziale. Ciò garantisce una risposta chiara e misurabile senza vibrazioni eccessive.
- Stima iniziale: Per un rotore sconosciuto, un peso di prova può essere stimato pari a 1-5% della massa del rotore, distribuita lungo il raggio di bilanciamento. Gli strumenti di bilanciamento moderni spesso forniscono un calcolatore del peso di prova basato sul livello di vibrazione iniziale.
- Approccio calcolato: Utilizzare la formula Mt = Mr × Ksupp × Kvib / (Rt × (N/100)²), dove Mt è la massa del peso di prova, Mr è la massa del rotore, Ksupp è il coefficiente di rigidità del supporto (1-5), Kvib è il coefficiente del livello di vibrazione, Rt è il raggio di installazione e N è la velocità del rotore in RPM. Il nostro calcolatrice online automatizza questo calcolo.
- La sicurezza prima di tutto: Non aggiungere mai un peso di prova così grande da spingere i livelli di vibrazione oltre i limiti di sicurezza o da far scattare i sistemi di protezione.
- Allegato sicuro: Il peso di prova deve essere fissato saldamente con bulloni, morsetti o magneti per evitare che si stacchi durante la rotazione. Per praticità, si utilizzano comunemente pesi in stucco o argilla, ma devono essere applicati saldamente.
Procedura: come viene utilizzato il peso di prova
Il metodo del peso di prova segue una procedura sistematica che è al centro del moderno bilanciamento sul campo:
- Esecuzione iniziale: La macchina viene fatta funzionare alla sua velocità normale e viene registrato il vettore di vibrazione iniziale (ampiezza e fase). Questo rappresenta la vibrazione causata dallo squilibrio iniziale.
- Allega il peso di prova: La macchina viene fermata e il peso di prova viene fissato saldamente in una posizione angolare nota (tipicamente contrassegnata come 0° o riferita a un fasore chiave segno) sul piano di correzione.
- Prova di prova: La macchina viene riavviata e fatta funzionare alla stessa velocità. Il nuovo vettore di vibrazione viene misurato e registrato. Questa vibrazione è la somma vettoriale dello squilibrio originale più l'effetto del peso di prova.
- Calcola il coefficiente di influenza: Lo strumento di bilanciamento esegue una sottrazione vettoriale per isolare l'effetto causato esclusivamente dal peso di prova. Il coefficiente di influenza viene quindi calcolato come il rapporto tra la variazione di vibrazione e il peso di prova.
- Calcola il peso di correzione: Utilizzando il coefficiente di influenza, lo strumento calcola la massa e l'angolo precisi per il peso di correzione permanente che annullerà lo squilibrio originale.
- Correzione dell'installazione: Il peso di prova viene rimosso, il peso di correzione calcolato viene installato in modo permanente e un'ultima verifica conferma che la vibrazione è stata ridotta a livelli accettabili.
Considerazioni pratiche e buone pratiche
Per utilizzare con successo i pesi di prova è necessario prestare attenzione a diversi dettagli pratici:
- Posizionamento angolare: La posizione angolare del peso di prova deve essere registrata con precisione. Anche un piccolo errore angolare può portare a un calcolo di correzione errato.
- Posizionamento radiale: Se possibile, posizionare il peso di prova allo stesso raggio in cui verrà installato il peso di correzione. Questo semplifica i calcoli e migliora la precisione.
- Condizioni ripetibili: Per ottenere risultati coerenti, tutte le prove e la prova iniziale devono essere eseguite in condizioni operative identiche (stessa velocità, temperatura, carico).
- Pesi di prova multipli: Per un bilanciamento multipiano complesso, potrebbero essere necessari più pesi di prova, posizionati su piani di correzione diversi durante prove distinte.
Il metodo del peso di prova, pur richiedendo un ulteriore ciclo di lavoro della macchina, garantisce la precisione e l'affidabilità necessarie per lavori di bilanciamento professionali e rappresenta lo standard del settore per il bilanciamento dei rotori in situ.
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